DIPINTI COSMICI

All’inizio del XXI secolo si è delineato il nuovo orizzonte scientifico e culturale dell’astrofisica e del settore aerospaziale, i cui principi sono fondati sulle leggi che regolano l’Universo. L’astronomia ha fornito le conoscenze e la visione del cosmo i cui modelli iconografici sono stati utilizzati nei dipinti cosmici, quale espressione idealista e simbolica dei misteri dell’Universo. Gli astronomi e gli astrofisici si sono avvalsi di tecnologie sempre più sofisticate per l’osservazione del cielo stellato, sonde aerospaziali e radiotelescopi hanno consentito di scoprire e indagare la molteplicità dei fenomeni che avvengono nell’Universo mostrandone la straordinaria bellezza e la loro complessità. La visione delle Galassie è stata resa possibile solo da un trentennio dalla messa in orbita dell’HST (Hubble Space Telescope) della NASA e dal JWST (James Webb Space Telescope) della NASA in collaborazione con l’ESA, le cui immagini hanno svelato le forme e i colori delle Galassie, prima solo ipotizzate dagli astrofisici. Le spettacolari immagini delle Galassie hanno mostrato l’incomparabile bellezza della nascita delle stelle nelle nubi molecolari di Idrogeno, la forza dirompente dell’esplosione delle Supernovae, lo scintillio delle stelle di neutroni e delle Pulsar, l’immensa luce prodotta dai Quasar e dai nuclei galattici attivi, che hanno svelato le origini dell’Universo dal Big Bang alla formazione delle prime Galassie.

L’indagine scientifica dei fenomeni astrofisici dell’Universo ha delineato la struttura e le dinamiche dei processi di formazione delle Galassie, il cui moto perpetuo è stabilito dall’interazione dei rispettivi campi gravitazionali. La struttura che sottende il tessuto dell’Universo è simile ad un reticolo di filamenti di gas nei cui nodi si concentrano gli ammassi di centinaia di miliardi di Galassie. Le Galassie sono sospinte dalla materia oscura che modella le forme e che imprime con l’energia oscura l’aspetto dinamico ed espansivo dell’Universo. Il Red Shift o spostamento verso il rosso delle stelle osservato dagli astrofisici sulle lastre spettrografiche di Galassie lontane ha fornito l’evidenza del moto di espansione dell’Universo, definito dalla costante di Hubble. Diverse teorie illustrano l’evoluzione cosmologica dell’Universo, il modello del Big Bang caldo (Friedmann) fondato sull’assunto che l’Universo si sia formato da una singolarità gravitazionale e che da un singolo punto estremamente caldo l’espansione abbia raffreddato le nubi di gas iniziali. Vari modelli di Universo (di tipo chiuso e oscillante, euclideo e in espansione, aperto e in espansione) sono stati proposti per spiegare la struttura dell’Universo. Nei due ultimi modelli si attuerebbe il progressivo distanziamento e raffreddamento delle Galassie, il buio galattico e l’estinzione delle stelle. A questi seguirono il modello inflazionario, gli studi sulla radiazione cosmica e la gravità quantistica. Il Big Crunch predice al termine del processo espansivo dell’Universo la sua contrazione, il suo riassorbimento al centro e l’implosione finale, il cui effetto darebbe luogo ad un nuovo Big Bang e ad un nuovo ciclo dell’Universo.

Le Galassie

Le Galassie sono osservabili in cielo con l’ausilio di strumenti ottici e di telescopi, esse sono in genere di forma sferica o ellittica con un diametro che può variare da 10.000 a 100.000 anni luce. Le Galassie più antiche e lontane possono raggiungere diametri di 10 milioni di anni luce. Esse sono classificate secondo la loro forma in Galassie Ellittiche (E), Lenticolari (L), a Spirale (S), a Spirale barrata (SB) e Irregolari (Irr). Le Galassie a spirale e lenticolari sono di giovane formazione rispetto a quelle irregolari ed ellittiche. Le Galassie a spirale e spirale barrata sono essenzialmente costituite da un disco equatoriale di rotazione, un rigonfiamento centrale, un nucleo, dei bracci a spirale, un alone sferoidale e una corona sferica. Le lenticolari channo un nucleo bilenticolare, un grande disco equatoriale senza bracci a spirale. Le Galassie ellittiche sono formate da un nucleo centrale compatto e un disco equatoriale ellittico, mentre le Galassie irregolari sono distinte dalla morfologia irregolare e dall’assenza di simmetria sferica ed ellittica. I dati osservativi hanno stimato il 65% di Galassie a spirale, il 25% di Galassie ellittiche e lenticolari, il restante 10% di Galassie irregolari.

Le Galassie sono raggruppate in ammassi e superammassi, distanti centinaia di milioni e miliardi di anni luce. Le Galassie e gli ammassi di Galassie sono tenuti assieme dalla forza gravitazionale e dalla reciproca interazione dei loro campi gravitazionali, che li fa ruotare attorno a un  centro comune. Ciascun ammasso di Galassie ruota attorno a una massa e un centro comune, in connessione con i grandi superammassi di Galassie dislocati sfericamente nell’Universo. Ogni ammasso e superammasso contiene rispettivamente centinaia di migliaia e miliardi di Galassie. Le osservazioni ottiche hanno messo in evidenza la rotazione differenziale delle Galassie, ogni Galassia ruota attorno ad un asse perpendicolare al piano equatoriale galattico, in risonanza ai moti delle Galassie di uno stesso ammasso o superammasso. Al centro di numerose Galassie sono state rilevate radiosorgenti ad alta emissione energetica, le cui teorie predittive formulate da A. Einstein e in seguito da S. Hawking sono state ampiamente validate dagli astrofisici. Al centro della maggior parte delle Galassie sono state localizzate radiosorgenti emittenti onde radio, raggi x e gamma, le cui potenti emissioni derivano dai Buchi Neri che sono stati generati dalle esplosioni di stelle primordiali supermassicce (di popolazione III) all’inizio del tempo. Nella Via Lattea è stata localizzata la radiosorgente Sagittarius A che si trova in direzione del centro galattico.

Ogni Galassia è costituita da centinaia di milioni o miliardi di stelle, la cui distanza è misurata in anni luce dalla Terra. La distanza Sole Terra è stata presa come unità di misura standard per definire le distanze stellari, 1 UA (Unità Astronomica) corrisponde alla distanza ottenuta dalla parallasse orizzontale solare di 8”,79 d’arco pari a circa 150 milioni di km, equivalente della distanza Sole-Terra. L’anno luce è definito dalla distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un anno Tropico alla velocità di 300.000 km/s.

La Via Lattea

La Via Lattea, la nostra Galassia ha preso forma circa 13 miliardi di anni fa, insieme al gruppo locale di Galassie che costituisce una piccola parte del Superammasso della Vergine. La Via Lattea è una Galassia a spirale barrata del diametro di 100.000 anni luce, che contiene centinaia di miliardi di stelle. La nostra Galassia possiede tre bracci a spirale che avvolgono strettamente il nucleo galattico, il braccio del Sagittarius, il braccio di Orion e il braccio di Perseus. Altri quattro bracci minori sono stati localizzati nelle Costellazioni del Centaurus, della Carina, dello Scutum-Crux e di Cygnus. La Via Lattea è visibile nel cielo notturno come una striscia nebulosa chiara e oscura cosparsa di stelle, che cinge la sfera celeste in un cerchio massimo. La visione della Via Lattea è la proiezione nel cielo del piano equatoriale galattico, in cui si concentrano i gas, le nubi di Idrogeno neutro, la materia diffusa e gli ammassi stellari. Lungo i bracci della Galassia sono concentrati i gas, le regioni HI e HII, la materia interstellare, le Nebulose chiare ed oscure, le associazioni e gli ammassi stellari aperti. Nell’alone attorno al nucleo sono disposti sfericamente gli ammassi globulari distribuiti simmetricamente attorno al centro della Galassia. Il nucleo della Galassia non è direttamente osservabile con strumenti ottici, a causa delle polveri e delle nubi di Idrogeno molecolare che ne oscurano la visione. Nel centro galattico è stata rilevata la radiosorgente Sagittarius A. Tutte le stelle della Via Lattea ruotano in moto differenziale attorno al nucleo della Galassia, la velocità di rotazione delle stelle diminuisce all’aumentare della loro distanza dal nucleo galattico. Esse sono distinte in due popolazioni stellari, stelle di popolazione I ad alto contenuto metallico e di popolazione II a basso contenuto metallico. Il nostro Sole appartiene alla pop. I intermedia o di disco, classificato come una stella gialla di sequenza principale. Il Sole fa parte del gruppo locale di stelle situato nel braccio mediano di Orion. Il sistema solare e il Sole si sono formati circa 4,6 miliardi di anni fa e sono localizzati sul disco equatoriale galattico a circa 30.000 anni luce, a 2/3 di distanza dal centro della Galassia. Il Sole ruota attorno al nucleo galattico in circa 220-250 milioni di anni.

La Via Lattea fa parte del superammasso della Vergine, assieme alle 40 Galassie del gruppo locale, delle quali le Galassie Nane in Draco, Ursa Maior e Ursa Minor, la Nana Ellitica in Canis Maior, la Nana Ellittica in Sagittarius, le Galassie della grande e della piccola Nube di Magellanus, la Galassia del Triangulum e quella di Andromeda sono spazialmente le più vicine. La forza gravitazionale del gruppo locale di Galassie spingerà in futuro la Galassia di Andromeda, distante 2,5 milioni di anni luce dalla Terra, in viaggio ad una velocità di 1 milione di k/h, a scontrarsi e successivamente fondersi con la Via Lattea tra circa 4/5 miliardi di anni. La fusione tra le due Galassie avverrà quando il nostro Sole sarà giunto allo stadio avanzato di Gigante rossa, poco prima che il Sole raggiunga il suo stadio finale di Nana bianca.